Исследователи реализовали парный электросинтез диметилкарбоната с одинарным

2 февраля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Лю Цзя, Китайская академия наук

Обычно в традиционной электрохимической ячейке с мембранным сепаратором продукты катодной реакции восстановления CO2 (CO2RR) обычно находятся в восстановленных формах. Анодное выделение O2 не играет роли в дальнейшем расширении ассортимента продукции.

Диметилкарбонат (DMC, CH3OCOOCH3) является экологически безопасным химическим сырьем. Конвергентный парный электросинтез ДМК представляет собой важную революцию в производстве ДМК.

В исследовании, опубликованном в журнале Energy & Environmental Science, исследовательская группа под руководством профессора Чжу Цилуна из Фуцзяньского института исследований структуры вещества Китайской академии наук сообщила о создании одноатомного никелевого катализатора (Ni SAC) для CO2- конверсия в CO и конвергентный парный электросинтез DMC.

Исследователи обнаружили, что конвергентный парный электросинтез объединяет реакцию анодного окисления галогенид-ионов и катодный CO2RR для генерации ключевых промежуточных продуктов для синтеза DMC. Во время этого преобразования доминирующую роль играет эффективное катодное преобразование CO2 в CO, что побуждает прилагать большие усилия по контролю микронаноструктуры электрокатализаторов.

Они также обнаружили, что двухканальный сверхструктурированный Ni SAC с уникальной конфигурацией координации сайтов, связанной через один аксиальный атом кислорода и четыре плоских атома азота, создан контролируемым образом и способен обеспечить выдающиеся характеристики преобразования CO2 в CO, достигая исключительного высокий фарадеевский КПД (FE) и частичная плотность тока с превосходной стабильностью.

Благодаря атомному, наноскопическому и микроскопическому манипулированию пента-координированным Ni SAC для производства CO был впервые выполнен конвергентный парный электросинтез DMC из CO2, реализовавший высокий FE DMC.

Исследование механизма показало, что такая аксиальная конфигурация координации кислорода помогает снизить энергетические барьеры для образования ключевого промежуточного продукта *COOH и диссоциации H2O и CH3OH, ускоряя конвергентный парный электросинтез.

Это исследование предполагает, что подтверждение концепции инновационного конвергентного парного электросинтеза может открыть новые горизонты в области использования CO2.

Больше информации: Сяофан Ли и др., Конвергентный парный электросинтез диметилкарбоната из диоксида углерода, ставший возможным благодаря разработке суперструктуры из одноатомных никелевых катализаторов с аксиальной координацией кислорода, Energy & Environmental Science (2022). DOI: 10.1039/D2EE03022E

Информация журнала:Энергетика и экология

Предоставлено Китайской академией наук